CN117642256A - 用于控制遥操作机器人的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于通过输入装置控制遥操作机器人(1)的方法，输入装置具有可移动的调节器(3)，该方法包括以下特别是被多次重复的步骤：‑基于检测到的调节器的姿态，指挥(S50)遥操作机器人的特定于机器人的参照物的规定姿势；和‑指挥(S50)调节器的规定力；其中，如果确定特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触，则执行接触运行模式；并且在不再确定发生接触之后和/或在确定发生接触之前，执行非接触运行模式，其中，在接触运行模式中，规定力具有虚拟弹簧的接触力分量，该接触力分量模拟特定于机器人的参照物与障碍物的接触，并且在非接触运行模式下取消该接触力分量。

Description

用于控制遥操作机器人的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种通过具有可移动调节器的输入装置来控制遥操作机器人的方法和系统，以及一种用于执行该方法的计算机程序或计算机程序产品。

背景技术

根据企业内部实践，已知的是通过具有可移动调节器的输入装置来控制遥操作机器人。在此是基于所检测到的操作员对调节器的手动调整来指挥遥操作机器人的特定于机器人的参照物的规定姿势变化，例如其末端执行器或TCP的规定姿势变化；反过来，基于通过传感技术确定的特定于机器人的参照物上的外力来指挥调节器的规定力，使得操作员在调节器上获得直接的触觉(力)反馈。

发明内容

本发明的目的是通过对输入装置的调节器的操作来改善遥操作机器人的控制。

本发明的目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法来实现。权利要求10、11请求保护一种用于执行在此所述方法的系统或计算机程序或计算机程序产品。优选地扩展方案由从属权利要求给出。

根据本发明的一种实施方式，一种利用具有可移动调节器的输入装置控制遥操作机器人的方法，包括以下步骤，这些步骤优选被多次地、在一种实施方式中被循环地重复：

-基于检测到的调节器的姿态(Stellung)，在一种实施方式中是由操作员手动实现的姿态，指挥遥操作机器人的特定于机器人的参照物的规定姿势(Soll-Pose)；和

-指挥调节器的规定力，特别是在调节器上。

在一种实施方式中，通过指挥规定姿势，可以有利地(更)精确控制遥操作机器人；在一种实施方式中，通过指挥规定力，可以(更)有利地、特别是(更)可靠地、(更)符合人体工程学地和/或(更)直观地实现调节器的操纵(Bedienung)，并且因此在一种实施方式中简化了远程操作和/或提高了其可靠性。

在一种实施方式中，遥操作机器人具有((远程)机器人)臂，该臂具有至少三个、特别是至少六个、在一种实施方式中为至少七个关节或运动轴。在一种实施方式中，特定于机器人的参照物相对于遥操作机器人(臂)的远侧末端法兰是固定的；在一种实施方式中，特定于机器人的参照物具有遥操作机器人(臂)的末端执行器或TCP，特别可以是遥操作机器人(臂)的末端执行器或TCP。

在一种实施方式中，调节器与遥操作机器人和/或遥操作机器人的(机器人)控制器在空间上间隔开。在一种实施方式中，输入装置、特别是输入装置控制器与遥操作机器人和/或遥操作机器人的(机器人)控制器信号连接，在一种扩展方案中为有线连接，由此在一种实施方式中可以提高安全性，在另一种扩展方案中为无线连接，由此在一种实施方式中可以提高灵活性和/或工作半径。在一种实施方式中，特别是通过一个或多个关节，调节器可移动地安装在输入装置的基座上，其中，在一种实施方式中，优选传感技术地，检测调节器相对于输入装置基座的姿势作为调节器的姿态。

在一种实施方式中，本发明意义下的姿势包括一维、二维或三维位置(Position)和/或一维、二维或三维方向(Orientierung)。在一种实施方式中，调节器的姿态包括调节器的姿势，特别是调节器相对于输入装置基座的姿势。本发明意义下的力还可以包括、特别可以是反平行的力偶或转矩。本发明意义下的控制也可以是调节。

在一种实施方式中，遥操作机器人的驱动器调整其轴或关节，以便驶入(一个或多个)所指挥的规定姿势，其中，在一种实施方式中借助于逆运动学(inverser Kinematik)通过固有已知的方式来确定相应的规定关节调整，必要时是以固有已知的方式在冗余分辨率下来确定。

在一种实施方式中，输入装置的驱动器致动调节器，以便施加所指挥的规定力，特别是通过调节器施加到手动操作调节器的操作员身上。

根据本发明的一种实施方式，如果确定特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触，则执行接触运行模式，特别是切换到接触运行模式；并且在不再确定发生接触之后和/或在确定发生接触之前，如果不再确定特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触，则执行非接触运行模式，在一种实施方式中是切换到非接触运行模式。

根据本发明的一种实施方式，在接触运行模式中，规定力具有虚拟弹簧的接触力分量，特别是虚拟(压力)弹簧的正或压力接触力分量，其模拟特定于机器人的参照物与障碍物的接触，在一种实施方式中是模拟特定于机器人的刚性参照物与刚性障碍物的(刚性体)接触，在一种实施方式中是模拟特定于机器人的参照物上与接触方向相反方向上的力，其中该接触力分量在非接触运行模式中不予考虑。

由此，在一种实施方式中，相对于传感技术确定的特定于机器人的参照物上的外力在调节器上的力反馈，或者相对于对调节器的规定力(其对应于传感技术确定的特定于机器人的参照物上的外力)的指挥，可以降低、优选地避免由接触引起的不期望碰撞效应：在这种力反馈中，传感技术确定的特定于机器人的参照物上的(高)外力以一定的延迟在调节器上引起相应(较高)的力，该力又引起调节器的相应运动，该运动又以一定的延迟引起特定于机器人的参照物的相应(反弹)运动。附加地或替代地，在一种实施方式中，通过本发明可以相对于力反馈降低、优选避免对遥操作机器人和/或其所接触障碍物的伤害：在这种力反馈中，在操作员感觉到调节器上相应较高的力或者对其做出回应之前，柔性的末端执行器或者软障碍物可以例如弯曲。在一种实施方式中，障碍物也可以是有意或者说故意接触的环境元件，例如工件等。

在一种实施方式中，虚拟弹簧的(虚拟)刚度取决于传感技术确定的特定于机器人的参照物上的外力在调节器上的大小，在一种实施方式中是取决于传感技术确定的沿或对应于接触方向的外力的大小，在一种实施方式中刚度随着外力的增大、特别是随着沿或对应于接触方向的外力的增大而增大。在一种实施方式中，对应于接触方向的力(的大小)是这样的力的分量(的大小)：其试图引起特定于机器人的参照物沿接触方向的运动或者对应于这样的运动方向。由此，在一种实施方式中，可以实现(更)有利、特别是(更)可靠、(更)符合人体工程学的和/或(更)直观的操纵，并且因此在一种实施方式中简化了远程操作和/或改善了其可靠性。

在一种实施方式中，相对于在非接触运行模式中指挥特定于机器人的参照物沿接触方向运动，在接触运行模式中，减少、在一种扩展方案中是禁止指挥特定于机器人的参照物沿相同方向的运动，在一种实施方式中尽管或者即使调节器的姿态或运动引起了特定于机器人的参照物的相应运动也一样。

由此，在一种实施方式中，可以(进一步)减少、优选避免对遥操作机器人和/或其所接触障碍物的伤害。

在一种实施方式中，指挥特定于机器人的参照物沿与接触方向垂直的方向的运动在接触运行模式和非接触运行模式中是相同的。附加地或替代地，在一种实施方式中，指挥特定于机器人的参照物沿与接触方向相反的方向的运动在接触运行模式和非接触运行模式中相同的。

由此，在一种实施方式中，可以改进遥操作机器人的运行(Handhabung)，特别是使输入装置或调节器的操作员在接触时有利地做出反应，特别是有利地控制发生接触的遥操作机器人。

在一种实施方式中，虚拟弹簧不产生与在特定于机器人的参照物上沿接触方向和/或垂直于接触方向的力相对应的接触力分量，或者虚拟弹簧仅产生与特定于机器人的参照物上沿与接触方向相反方向的力相对应的压力-接触力分量。

由此，在一种实施方式中，可以改进操纵，特别是(更)可靠和/或(更)直观地执行所述操纵。

在一种实施方式中，如果特定于机器人的参照物上的外力，特别是在数值上，超过预先给定的、在一种实施方式中是通过输入装置的操作员可设定的边界值，并且根据调节器的操控所期望的特定于机器人的参照物的规定运动方向具有与该外力方向相反(指向的)(正)分量，则确定特定于机器人的参照物沿接触方向与障碍物有接触；或者在外力没有超过边界值时，对调节器的操控引起特定于机器人的参照物(也)沿该外力的方向运动。在一种实施方式中，该根据调节器的操控所期望的特定于机器人的参照物的规定运动方向包括以下成分：其对应于根据调节器的操控所期望的特定于机器人的参照物的规定姿势与特定于机器人的参照物的当前姿势之间的、必要时为标准化的差，特别是可以由该成分组成。在一种实施方式中，根据调节器的操控所期望的特定于机器人的参照物的规定姿势包括以下成分：其对应于特定于机器人的参照物的先前或者说过去的姿势加上对调节器的调整、在一种实施方式中为按比例缩放的调整或者在调节器的当前姿态或姿势与先前或者说过去的姿态或姿势之间的差，特别是可以由该成分组成。

由此，在一种实施方式中，可以降低在确定外力过程中的干扰的影响，特别是噪声、测量不精确性等。相应地，在一种实施方式中，边界值是基于外力的检测精度被预先给定。

附加地或替代地，由此在一种实施方式中可以避免不期望地切换到接触运行模式，或者仅在合适的情况或态势下才切换到接触运行模式。

在一种实施方式中，基于特定于机器人的参照物上的外力来确定接触方向，在一种扩展方案中该接触方向与该力的方向相反。在一种实施方式中，特定于机器人的参照物上的外力是这样的力：该力作用于特定于机器人的参照物上，并且根据作用＝反作用(actio＝reactio)而与特定于机器人的参照物施加在环境上的力方向相反且数值相等。

由此，在一种实施方式中，可以有利地、特别是精确地、可靠地和/或在没有额外传感器的情况下确定接触方向。附加地或替代地，由此在一种实施方式中，可以实现特别有利的接触力分量(方向)，并由此改善操作人员对遥操作机器人的操纵，特别是其精度和/或安全性。

在一种实施方式中，特定于机器人的参照物上的外力将通过遥操作机器人的至少一个远侧的或者说末端执行器侧的力传感器来确定，和/或优选模型辅助地基于遥操作机器人的关节力来确定。

在一种实施方式中，虚拟弹簧的接触力分量取决于调节器的当前姿态或姿势，特别是基于调节器的当前姿态或姿势来确定。

附加地或替代地，在一种实施方式中，虚拟弹簧的接触力分量(还)取决于调节器的先前或初始姿态或者先前或初始姿势，特别是基于调节器的先前或初始姿态或者先前或初始姿势来确定。

附加地或替代地，在一种实施方式中，虚拟弹簧的接触力分量(还)取决于特定于机器人的参照物的当前姿势，特别是基于特定于机器人的参照物的当前姿势来确定。

附加地或替代地，在一种实施方式中，虚拟弹簧的接触力分量(还)取决于特定于机器人的参照物的先前或初始姿势，特别是基于特定于机器人的参照物的先前或初始姿势来确定。

附加地或替代地，在一种实施方式中，虚拟弹簧的接触力分量(还)取决于预先给定的、在一种实施方式中是通过输入装置的操作员可设定的虚拟弹簧的弹簧刚度，特别是基于预先给定的、在一种实施方式中是通过输入装置的操作员可设定的虚拟弹簧的弹簧刚度来确定。

附加地或替代地，在一种实施方式中，虚拟弹簧的接触力分量(还)取决于预先给定的、在一种实施方式中是通过输入装置的操作员可设定的、在调节器的调整与特定于机器人的参照物的运动之间的缩放比(Skalierung)，特别是基于预先给定的、在一种实施方式中是通过输入装置的操作员可设定的、在调节器的调整与特定于机器人的参照物的运动之间的缩放比来确定。

由此，在一种实施方式中，可以使虚拟弹簧或接触力分量或模拟接触实现特别有利的弹簧特性，并且在一种实施方式中能够由此简化远程操作和/或提高其可靠性。

在一种实施方式中，规定力在接触运行模式和/或非接触运行模式下具有阻尼分量，该阻尼分量取决于调节器的调整速度，在一种实施方式中在接触运行模式和非接触运行模式下是以相同的方式取决于调节器的调整速度，在一种实施方式中该调整速度与该调节器相反地指向。

由此，在一种实施方式中，可以改善调节器的运行，并由此在一种实施方式中改善远程操作的精度。

在一种实施方式中，在接触运行模式和/或非接触运行模式下，特定于机器人的参照物上的外力，在一种实施方式中该外力被传感技术地确定，不传递到调节器上或者调节器处。

正如在其它地方所阐述的那样，基于传感技术确定的特定于机器人的参照物上的外力的直接力反馈可能特别会导致在接触障碍物时发生反弹和/或伤害。相应地，在一种实施方式中，这种力反馈被所述阻尼分量以及必要时被虚拟弹簧的接触力分量所取代。

在一种实施方式中，传感技术确定的特定于机器人的参照物上的外力可以包括：通过遥操作机器人的至少一个远侧或末端执行器侧的力传感器所确定的力，和/或优选模型辅助地基于遥操作机器人的关节力所确定的力。

在一种实施方式中，确定调节器的规定力f_d,HD，该规定力在非接触状态下、特别是在非接触运行模式下具有阻尼分量，该阻尼分量取决于调节器的(当前)调整速度(dX/dt)_c,HD：

f_d,HD＝-D·(dX/dt)_c,HD (1)

其中D为阻尼系数。

在一种实施方式中，确定特定于机器人的参照物上的外力f_e。据此，在一种实施方式中，根据以下公式确定接触方向u_f

u_f＝-f_e/||f_e||(2)。

在一种实施方式中，确定一旋转矩阵⁰R_F，该旋转矩阵使笛卡尔空间的坐标系0与关于接触方向定向的、在一种实施方式中是具有与该接触方向看齐的z轴的坐标系F相互变换，其中在一种实施方式中，该变换或旋转矩阵的旋转轴U和旋转角θ根据以下公式确定：

U＝[0 0 1]^T×u_f(3.1)

cosθ＝[0 0 1]^T·u_f(3.2)

并且旋转矩阵⁰R_F是从坐标系F变换到坐标系0，其转置(⁰R_F)^T相应地从坐标系0变换到坐标系F。当然，也可以使用另一个轴来代替z轴并在相应的方程式中加以考虑。

在一种实施方式中，针对非接触运行模式，根据以下公式确定特定于机器人的参照物的规定姿势X_d,r：

X_d,r＝(X_c,HD-X_ini,HD)·s+X_ini,r (4)

其中，X_c,HD为调节器的当前姿态或姿势，X_ini,HD为调节器的先前姿态或姿势，X_ini,r为特定于机器人的参照物的先前姿势，s为预先给定的在调节器的调整与特定于机器人的参照物的运动之间的缩放比。

在一种实施方式中，根据以下公式确定特定于机器人的参照物的规定运动方向u_x

u_x＝(X_d,r-X_c,r)/||X_d,r-X_c,r||(5)

其中X_c,r为特定于机器人的参照物的当前姿势，并将该规定运动方向转换到关于接触方向定向的坐标系F中：

^Fu_x＝(⁰R_F)^T·u_x(6)。

在一种实施方式中，如果特定于机器人的参照物上的外力的大小超过预先给定的边界值G，并且特定于机器人的参照物的规定运动方向具有与该外力的方向相反的(正)分量，则确定特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触：

其中，索引*[3]表示相应向量的z分量。

在一种实施方式中，如果确认特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触(||f||>G和^Fu_x[3]>0)，则禁止指挥特定于机器人的参照物沿该接触方向运动：

^FX_d,r＝(⁰R_F)^T·X_d,r(8.1)

^FX_c,r＝(⁰R_F)^T·X_c,r(8.2)

^FX_d,r,cont＝^FX_d,r mit ^FX_d,r,cont[3]＝^FX_c,r[3](8.3)

X_d,r,cont＝⁰R_F·^FX_d,r,cont (8.4)。

换句话说，首先将特定于机器人的参照物的特别是根据(4)确定的规定姿势X_d,r和当前姿势转换到关于接触方向定向(公式(8.1)、(8.2))的坐标系F中，在转换后的规定姿势^FX_d,r中，其z分量固定在当前姿势，将z分量记录或者重写(公式(8.3))为转换后的当前姿势的z分量，并将该变化的、转换后的规定姿势X_d,r，cont逆变换(公式(8.3))，并代替根据公式(4)的非接触运行模式规定姿势而下达命令给遥操作机器人的控制器或驱动器。

附加地或替代地，在一种实施方式中，如果确定特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向接触或者说(||f||>G und ^Fu_x[3]>0)，则根据以下公式为根据(1)确定的调节器的规定力f_d,HD添加(hinzugefügt)虚拟弹簧的接触力分量：

f_d,HD,cont＝f_imp,HD-D·(dX/dt)_c,HD (11)；

该虚拟弹簧的接触力分量根据以下公式确定：

^Fe_HD＝(⁰R_F)^T·(X_d,HD-X_c,HD) (9.1)

^Ff_imp,HD＝0 (9.2)

^Ff_imp,HD,cont＝^Ff_imp,HD mit ^Ff_imp,HD,cont[3]＝K·^Fe_HD[3] (9.3)

f_imp,HD＝⁰R_F·^Ff_imp,HD,cont (9.4)

其中K为预先给定的虚拟弹簧的弹簧刚度，并且调节器的规定姿势X_d,HD根据以下公式确定：

X_d,HD＝(X_c,r-X_ini,r)/s+X_ini,HD (10)。

换句话说，首先确定虚拟弹簧力，其仅具有与接触方向相反方向的正或压力-接触力分量(公式(9.1)-(9.3)、(10))；将该虚拟弹簧力逆变换(公式(9.4))；将该虚拟弹簧力添加到根据公式(1)的非接触运行模式-规定力f_d,HD(公式(11))；并将根据公式(11)的接触运行模式-规定力f_d,HD，cont下达命令到输入装置的控制器或驱动器。正如在本文其它地方所提到的，在一种实施方式中，K＝K(f_e)。

在一种实施方式中，对于一个或多个虚拟弹簧的接触力分量，通常适用以下公式(特别参见公式(9.1)、(9.3))：

f_imp,HD＝K·(X_d,HD-X_c,HD) (12)。

根据本发明的一种实施方式，一种系统特别是被硬件和/或软件技术、特别是编程技术地设计用于执行在此所述的方法，和/或包括：

-用于基于检测到的调节器的姿态来指挥遥操作机器人的特定于机器

人的参照物的规定姿势的装置；

-用于指挥调节器的规定力的装置；以及

-用于在确定了特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向接触的情况下执行接触运行模式，并且在不再确定该接触之后和/或在确定该接触之前执行非接触运行模式的装置，其中，在接触运行模式中，规定力具有虚拟弹簧的接触力分量，该接触力分量模拟特定于机器人的参照物与障碍物的接触，并且在非接触运行模式中取消该接触力分量。

在一种实施方式中，该系统或其装置包括：

-用于与在非接触运行模式下指挥特定于机器人的参照物沿接触方向运动相比，在接触运行模式下降低、特别是禁止指挥特定于机器人的参照物沿相同方向运动的装置；和/或

-用于在特定于机器人的参照物上的外力超过预先给定的阈值并且根据调节器的操控所期望的特定于机器人的参照物的规定运动方向具有与该外力方向相反的分量的情况下，确定特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触的装置；和/或

-用于基于特定于机器人的参照物上的外力来确定接触方向的装置，

特别是该接触方向与该力的方向相反。

本发明意义下的系统和/或装置可以硬件技术和/或软件技术地构成，特别是具有：至少一个、优选与存储系统和/或总线系统数据连接或信号连接的处理单元，特别是数字处理单元，特别是微处理单元(CPU)、图形卡(GPU)等；和/或一个或多个程序或程序模块。处理单元可以为此被构造为：执行被实施为存储在存储系统中的程序的指令；从数据总线采集输入信号；和/或将输出信号发送至数据总线。存储系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质，特别是光学的、磁的、固体的和/或其它非易失性的介质。程序可以被提供为，其能够体现或执行在此所述的方法，使得处理单元能够执行这种方法的步骤，并由此特别是能够控制遥操作机器人。在一种实施方式中，计算机程序产品可以具有、特别是计算机可读的和/或非易失性的、用于存储程序或指令的或其上存储有程序或在其上存储有指令的存储介质。在一种实施方式中，通过系统或控制器、特别是计算机或包括多个计算机的单元执行该程序或该指令，使得该系统或该控制器、特别是该一个或多个计算机执行在此所述的方法或该方法的一个或多个步骤，或者该程序或该指令被设计用于此目的。

在一种实施方式中，该方法的一个或多个、特别是所有的步骤被完全或部分自动化地执行，特别是通过所述系统或其装置。

在一种实施方式中，该系统包括遥操作机器人和/或其机器人控制器和/或输入装置。

本发明意义下的接触特别是以已知的方式理解为两个表面的单侧接触或触碰。

在一种实施方式中，借助于在遥操作机器人的关节空间或关节坐标的空间中的位置调节、速度调节或力调节，实现规定姿势，在一种扩展方案中是指挥和/或驶入规定姿势。由此，在一种实施方式中，遥操作机器人可以有利地、特别是(更)精确、(更)简单和/或(更)可靠地运行。

附图说明

其它的优点和特征由从属权利要求和实施例给出。为此部分示意性地示出了：

图1为根据本发明一种实施方式的借助于输入装置控制遥操作机器人的系统；以及

图2为根据本发明一种实施方式的借助于输入装置控制遥操作机器人的方法。

具体实施方式

图1、2示出了根据本发明一种实施方式的、通过机器人控制器4借助于输入装置来控制遥操作机器人(臂)1的系统或方法，该输入装置具有基座2.1、相对于基座2.1可移动的调节器3和输入装置控制器2.2，机器人控制器与输入装置控制器2.2无线或有线地通信。输入装置控制器2.2可以集成到基座2.1中。

在步骤S10中，传感技术地确定调节器3相对于输入装置2.1的当前姿势，以及在一种实施方式中借助于遥操作机器人(臂)的至少一个远侧或末端执行器侧的力传感器6或者模型辅助地基于遥操作机器人(臂)的关节力，确定在末端执行器5形式的特定于机器人的参照物上的外力f_e。附加地，确定调节器的当前姿态或姿势X_c,HD和末端执行器5的当前姿势X_c,r，其中在一种实施方式中，通过对当前姿态或姿势X_c,HD的时间微分来确定(当前)调整速度(dX/dt)_c,HD，或者相反地通过时间积分来确定当前姿态或姿势X_c,HD。

在步骤S20中，根据上述公式(1)、(4)，确定调节器3的非接触运行模式规定力f_d,HD以及特定于机器人的参照物5的非接触运行模式规定姿势Xd,r。

附加地，根据上述公式(2)、(3.1)、(3.2)、(5)、(6)，确定接触方向u_f、具有旋转轴U和旋转角θ的旋转矩阵⁰R_F、以及沿与接触方向相反的方向的规定运动方向的分量。

在步骤S30中，根据上述公式(7)，确定特定于机器人的参照物5与障碍物沿接触方向是否有接触。

如果是这种情况(S30：“Y”)，则切换到接触运行模式，并根据上述公式(8.1)-(8.4)，禁止指挥特定于机器人的参照物沿接触方向；并且根据上述公式(9.1)-(12)，为调节器的非接触运行模式规定力f_d,HD添加虚拟弹簧的接触力分量，该接触力分量模拟特定于机器人的参照物5与障碍物的接触(步骤S40)；随后在步骤S50中，指挥特定于机器人的参照物5的相应的接触运行模式规定姿势和调节器3的接触运行模式规定力。

否则(S30：“N”)，也就是在非接触运行模式中，必要时是切换回到非接触运行模式中(S30：“N”)，指挥在步骤S20中所确定的特定于机器人的参照物5的非接触运行模式规定姿势和调节器3的非接触运行模式规定力(步骤S50)，从而消除虚拟弹簧的接触力分量和对沿接触方向运动的禁止。

然后该方法返回到步骤S10，其中，调节器3目前的当前姿态形成调节器3的新的先前姿态，而末端执行器5目前的当前姿势形成末端执行器5的新的先前姿势。

可以看到：在接触运行模式和非接触运行模式中，指挥特定于机器人的参照物沿垂直于接触方向的方向运动是相同的；在接触运行模式和非接触运行模式中，指挥特定于机器人的参照物沿与接触方向相反方向的运动是相同的。

尽管在前面的描述中已经阐释了示例性的实施方式，但是应该指出的是还可能有许多的变型。此外还应指出的是，这些示例性实施方式仅仅是举例，其不应对保护范围、应用和结构形成任何限制。相反，通过前面的描述能够赋予本领域技术人员实现对至少一种示例性实施方式进行转换的教导，其中，在不脱离本发明保护范围的情况下，可以实现特别是关于所述部件的功能和布置的各种变化，例如可以根据权利要求和其等效的特征组合获得。

附图标记列表

1 遥操作机器人(臂)

2.1 输入装置基座

2.2 输入装置控制器

3 调节器

4 机器人控制器

5 末端执行器(特定于机器人的参照物)

6 力传感器。

Claims (11)

1.一种通过输入装置控制遥操作机器人(1)的方法，所述输入装置具有可移动的调节器(3)，该方法包括以下特别是被多次重复的步骤：

-基于检测到的所述调节器的姿态，指挥(S50)所述遥操作机器人的特定于机器人的参照物的规定姿势；和

-指挥(S50)所述调节器的规定力；

-其中，如果确定所述特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触，则执行接触运行模式；并且在不再确定发生接触之后和/或在确定发生接触之前，执行非接触运行模式，

-其中，在所述接触运行模式中，所述规定力具有虚拟弹簧的接触力分量，该接触力分量模拟所述特定于机器人的参照物与障碍物的接触，并且在所述非接触运行模式中取消该接触力分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于在所述非接触运行模式中指挥所述特定于机器人的参照物沿所述接触方向的运动，在所述接触运行模式中，减少、特别是禁止指挥所述特定于机器人的参照物沿相同方向的运动。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述接触运行模式和所述非接触运行模式中，指挥所述特定于机器人的参照物沿与所述接触方向垂直的方向的运动是相同的；和/或在所述接触运行模式和所述非接触运行模式中，指挥所述特定于机器人的参照物沿与所述接触方向相反的方向的运动是相同的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述特定于机器人的参照物上的外力超过预先给定的阈值，并且根据所述调节器的操控所期望的所述特定于机器人的参照物的规定运动方向具有与该外力的方向相反的分量，则确定所述特定于机器人的参照物与障碍物沿所述接触方向发生接触。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述特定于机器人的参照物上的外力确定所述接触方向，特别是与该力的方向相反。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述虚拟弹簧的接触力分量取决于所述调节器的当前姿态和/或先前姿态，和/或取决于所述特定于机器人的参照物的当前姿态和/或先前姿态，和/或取决于预先给定的所述虚拟弹簧的弹簧刚度，和/或取决于预先给定的在所述调节器的调整与所述特定于机器人的参照物的运动之间的缩放比。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述规定力在所述接触运行模式下具有阻尼分量，所述阻尼分量取决于所述调节器的调整速度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述规定力在所述非接触运行模式下具有阻尼分量，所述阻尼分量取决于所述调节器的调整速度，特别是以与所述接触运行模式下相同的方式。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述接触运行模式和/或所述非接触运行模式下，所述特定于机器人的参照物上的外力不传递到所述调节器上。

10.一种通过输入装置控制遥操作机器人(1)的系统，所述输入装置具有可移动的调节器(3)，所述系统被设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法，和/或包括：

-用于基于检测到的所述调节器的姿态来指挥所述遥操作机器人的特定于机器人的参照物的规定姿势的装置；

-用于指挥所述调节器的规定力的装置；以及

-用于在确定所述特定于机器人的参照物与障碍物沿接触方向发生接触的情况下执行接触运行模式，并且在不再确定发生接触之后和/或在确定发生接触之前执行非接触运行模式的装置，

-其中，在所述接触运行模式中，所述规定力具有虚拟弹簧的接触力分量，该接触力分量模拟所述特定于机器人的参照物与障碍物的接触，并且在所述非接触运行模式中取消该接触力分量。

11.一种计算机程序或计算机程序产品，其中，所述计算机程序或计算机程序产品包含特别是存储在计算机可读的和/或非易失性的存储介质上的指令，所述指令在由一个或多个计算机或根据权利要求10所述的系统执行时指挥执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。